2013半導體不相信預言

　　圖形處理器是移動(dòng)處理平臺中，完整用戶(hù)體驗中非常重要的部分，在滿(mǎn)足目前UI及游戲需求的圖形處理基礎上，需要在功耗受限的情況下滿(mǎn)足用戶(hù)對支持更復雜的UI，應用及游戲體驗的需求，GPU計算將有效利用GPU處理能力更高效地支持人臉識別，游戲機級別的游戲及AR等應用。王俊超表示，圖形處理能力已成為應用處理器中越來(lái)越重要的指標，至少將成為與CPU處理能力同等重要的指標。面向高端智能機在滿(mǎn)足UI及游戲所需圖形處理需求基礎上還將支持GPU計算，以更高效地支持人臉識別姿態(tài)識別等應用提供更好的交互體驗，API標準方面需要支持Rendscript Compute, OpenCL, DirectX11等標準。

　　吳慧雄還提及，Marvell正在推動(dòng)移動(dòng)技術(shù)、智能家庭和云技術(shù)的融合，這將使消費者創(chuàng )建、使用和分享信息的方式發(fā)生根本性的變化，這種Marvell倡導的新的互聯(lián)生活方式，也將是未來(lái)幾年中最重要的消費趨勢之一。

　　半導體工藝的2013：3D全面入侵

　　當Intel在2011年底將工藝演進(jìn)到22nm之前，很多人依然對3D的半導體制造工藝保持著(zhù)觀(guān)望的態(tài)度，認為這離實(shí)際應用還有一段日子。也許是Intel為了在45nm率先引入HKMG之后，再次讓自己的工藝演進(jìn)吸引眼球并繼續引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，所以FINFET這種完全3D的半導體工藝被“提前”實(shí)現量產(chǎn)。

　　2013年，我們從各家搜集到的消息是，FINFET并不會(huì )在代工廠(chǎng)里實(shí)現大規模量產(chǎn)，但是2014年是各代工廠(chǎng)決戰3D的年份。另一個(gè)原因是，2014年，幾大代工廠(chǎng)憋著(zhù)一口氣，希望在這個(gè)年份從工藝上縮短于Intel的差距。促成幾大代工廠(chǎng)要追趕制程的重要原因是，在三大緊跟制程的應用中，CPU的市場(chǎng)基本接近飽和，而另外兩個(gè)主要的驅動(dòng)力——便攜移動(dòng)處理器和FPGA則都是代工廠(chǎng)最重要的客戶(hù)群之一，先進(jìn)的制程可以為其產(chǎn)品提供足夠的競爭優(yōu)勢，他們也可以忍受相對較高的制造成本和略低的良率。而為了應對2014的3D革命，設計公司們必須在2013年全面掌握這種新的3D制造工藝能為自己的產(chǎn)品帶來(lái)多大好處，并且做好自己設計轉移制程的準備。

　　臺積電(TSMC)中國區業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮球介紹，該公司在開(kāi)放創(chuàng )新平臺(Open Innovation Platform, OIP)架構下，支持20nm技術(shù)的設計生態(tài)環(huán)境已經(jīng)準備就緒，20SoC工藝預計2012年底進(jìn)入試產(chǎn)，而延續20SoC工藝的將是采用3D鰭形場(chǎng)效晶體管(FinFET)架構的16nm工藝，預計2013年11月推出，TSMC也在著(zhù)手開(kāi)發(fā)10nmFinFET工藝，預計2015年底推出。隨著(zhù)行動(dòng)電子產(chǎn)品成為市場(chǎng)主流，集成電路的尺寸朝更微小化發(fā)展，TSMC相信采用20nm及16nmFinFET先進(jìn)技術(shù)能夠滿(mǎn)足客戶(hù)對高效能、低耗電及更小產(chǎn)品尺寸的市場(chǎng)需求。20nmSoC工藝將采用第二代的HKMG技術(shù)，而更先進(jìn)的16nm工藝則將采用FinFET技術(shù);在微影技術(shù)方面，20SoC與16nmFinFET工藝皆將采用雙重曝影技術(shù)，有別于28nm采用的193nm浸潤式曝光顯影技術(shù)。另外，在性能方面，相較于28nm工藝，20SoC工藝在相同漏電基礎上速度增快15-20%，而在相同速度基礎上功耗減低20%-25%;相較于20SoC工藝，16nmFinFET工藝速度快25%，功耗亦再降低25%-30%，廣泛支持下一代平板計算機、智能手機、桌面計算機以及各類(lèi)消費性便攜移動(dòng)電子產(chǎn)品的應用?！　?/p>

 

　　羅鎮球認為全新的半導體制造技術(shù)將朝更先進(jìn)、更細微的技術(shù)前進(jìn)，而創(chuàng )新的FinFET技術(shù)是繼續將摩爾定律往前推進(jìn)的主要動(dòng)力之一。相較于目前的平面式(planar)晶體管設計，FinFET技術(shù)將導電通路設計于兩側，形成可控制電流流動(dòng)的閘極環(huán)繞的3D鰭型架構，能夠大幅改善速度與功率，并且在較低的電壓下運作，將漏電減到最低，進(jìn)而延長(cháng)移動(dòng)便攜應用產(chǎn)品的電池使用壽命，這些優(yōu)勢克服了二維SoC技術(shù)進(jìn)一步微縮時(shí)所遭遇的關(guān)鍵障礙。

　　在過(guò)去十年以來(lái)，整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)面臨著(zhù)一個(gè)重大的挑戰，就是市場(chǎng)不斷需求更高的效能，同時(shí)要求更低的功耗。GLOBALFOUNDRIES(GF)全球銷(xiāo)售和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)執行副總裁Michael Noonen過(guò)去與客戶(hù)的交流中可以看到，客戶(hù)需要代工廠(chǎng)推出更先進(jìn)的制程技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，應對耗電部分越來(lái)越嚴苛的挑戰。GF計劃在2014年量產(chǎn)14XM這種14nm基于最新的FinFET架構的工藝，XM代表eXtreme Mobility的意思，希望該解決方案能夠幫助客戶(hù)提升更快速的產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)能夠達到降低功耗的目標，在成本跟效能上都能夠更具競爭力。不只是這樣一個(gè)技術(shù)能夠讓大家感到驚喜，而且GF能夠以更快的速度把這個(gè)技術(shù)帶到市場(chǎng)上。過(guò)去，每一次新技術(shù)的顯著(zhù)提升大概都要花兩年時(shí)間，但是在XM這個(gè)部分GF能夠加快它的速度，在一年之前就達到這樣一個(gè)成績(jì)?！　?/p>

 

　　在14XM應用上面，Michael Noonen特別指出在功耗上面的優(yōu)勢。如圖2紅色部分是20nm技術(shù)的表現，藍色部分則是14XM。無(wú)論是在耗電或者是在性能上面，都能夠有非常優(yōu)異的表現?？蛻?hù)可以按照不同的設計目標設計更高性能，或者是提升某個(gè)性能，而控制密度降低，延長(cháng)電池壽命這樣一個(gè)應用來(lái)達到他們的需求。未來(lái)客戶(hù)所需要的不只是個(gè)備份而已，他們希望能夠有一個(gè)完整的解決方案，換言之，他們希望能夠有一個(gè)非常完善的SoC平臺來(lái)滿(mǎn)足他們。除了剛剛提到的能夠有一個(gè)完整的SoC提供之外，此次在14XM上面GF也能夠提供Mobile上面一個(gè)平臺來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。另外，14XM這樣一個(gè)技術(shù)也能夠符合SoC解決方案的需求，同時(shí)也能夠更針對封裝技術(shù)，這邊可以看到3D的封裝，都能夠搭配XM的應用?！　?/p>

                   

　　模擬：高利潤源自堅守與專(zhuān)注

　　2012年，模擬半導體總算多年媳婦熬成婆，之所以這么說(shuō)，是因為2011年底NASDAQ的一條消息表明，2011年最會(huì )賺錢(qián)的公司是專(zhuān)注模擬與電源市場(chǎng)的Linear公司，而由此引發(fā)的深度關(guān)注是，整個(gè)高性能模擬行業(yè)的利潤率比半導體的整體利潤率高2-3倍。

　　當然，高利潤的背后，也意味著(zhù)模擬半導體市場(chǎng)必然有其值得高利潤之處，比如更專(zhuān)注于工業(yè)與多元化市場(chǎng)，比如研發(fā)對設計人員的要求更高，需要更貼近客戶(hù)的實(shí)際設計需求等?？梢哉f(shuō)，模擬相比于數字，更講究慢工出細活，拼的是企業(yè)的技術(shù)積累和對市場(chǎng)把握的準確，而并不只是反應速度。

　　就高性能模擬技術(shù)方面，短期內主要技術(shù)趨勢存在于：1.高集成度;2.小型化; 3.低功耗;4.更高精度和穩定性。ADI華中區銷(xiāo)售經(jīng)理張靖看到，目前半導體工藝不斷創(chuàng )新，現在65nm 技術(shù)在高速模數混合器件上的應用已經(jīng)十分成熟。同時(shí)45nm,32nm,22nm,15nm工藝也取得了突破性進(jìn)展。這為模擬器件小型化，降低功耗和成本提供了條件。但是高性能模擬產(chǎn)品不是線(xiàn)寬越窄越穩定，還要兼顧器件的穩定性，抗干擾性以及精度。半導體電路的非理想導致的失調(offset)，非線(xiàn)型，漂移是高性能模擬技術(shù)一直不斷追求以力圖減少的。

　　其實(shí)高性能模擬技術(shù)的發(fā)展是與客戶(hù)個(gè)性化器件需求的趨勢相統一，協(xié)調的。半導體業(yè)界不僅在半導體工藝，精度，穩定性上尋求更高的突破，還不斷在A(yíng)SSP和SOC 等集成度更高的領(lǐng)域發(fā)展以滿(mǎn)足客戶(hù)日益增多的個(gè)性化需求。同時(shí)，在模數混合器件的發(fā)展也是高性能模擬產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)趨勢。這種ASSP 或SOC產(chǎn)品不是簡(jiǎn)單的多芯片混合封裝，而是在同一硅片上集成多種標準電路的產(chǎn)品。

　　ADI華中區銷(xiāo)售經(jīng)理張靖還介紹，為滿(mǎn)足客戶(hù)定制化需求，減小開(kāi)發(fā)難度，高集成度也是未來(lái)1-2年各家廠(chǎng)商努力的方向。這種集成不是簡(jiǎn)單的多裸片連接技術(shù)，而是單硅片的半導體技術(shù)，融合了多種標準電路以及其連接電路，補償電路等。中長(cháng)期，多種材料技術(shù)的融合是一個(gè)方向，例如，光電技術(shù)，生物技術(shù)，傳感器技術(shù)與半導體技術(shù)的融合集成會(huì )給半導體帶來(lái)更光明的未來(lái)。